Прецизионные испытания КЭД
-
Проверка квантовой электродинамики
- КЭД является одной из наиболее строго проверенных теорий в физике
- Наиболее точные тесты КЭД включают измерения постоянной тонкой электромагнитной структуры α
- Проверка теории проводится путем сравнения экспериментальных результатов с теоретическими предсказаниями
-
Измерение постоянной тонкой структуры
- Значение α получается путем подгонки экспериментального измерения к теоретическому выражению
- Неопределенность включает как экспериментальные, так и теоретические неопределенности
-
Аномальные магнитные дипольные моменты
- Наиболее точное измерение α происходит по аномальному магнитному дипольному моменту электрона (g−2)
- Современное значение g−2 электрона составляет более одной триллионной части
- g−2 мюона также измеряется с высокой точностью, но важен вклад слабых взаимодействий и адронов
-
Измерения отдачи атомов
- Косвенный метод измерения α, основанный на измерениях масс электрона и постоянной Ридберга
- Масса электрона измеряется с высокой точностью, что позволяет найти α
-
Комптоновская длина волны нейтрона
- Метод аналогичен методу атомной отдачи, но использует соотношение масс электрона и нейтрона
-
Сверхтонкое расщепление
- Сверхтонкое расщепление водорода известно с большой точностью, но теоретическая неопределенность преобладает
- Сверхтонкое расщепление мюония обеспечивает более точное измерение α
-
Сдвиг ягненка
- Сдвиг Лэмба пропорционален α5 и дает точное значение α
-
Позитроний
- Позитроний обеспечивает точные теоретические расчеты, что позволяет измерить α
- Скорость распада позитрония также используется для измерения α
-
Высокоэнергетические КЭД-процессы
- Поперечные сечения КЭД-реакций на электрон-позитронных коллайдерах позволяют определить α
- Эти эксперименты достигают лишь процентной точности, но согласуются с более низкими энергиями
-
Системы с конденсированным веществом
- Квантовый эффект Холла и переменный ток Джозефсона обеспечивают точное измерение заряда электрона
-
Другие тесты
- КЭД предсказывает, что фотон является безмассовой частицей, что подтверждено экспериментально
- Поляризация вакуума и собственная энергия влияют на электроны в тяжелых атомах
- Недавний эксперимент выявил отклонение от теории, возможно, из-за неправильного значения магнитного момента ядра 209Bi
-
КЭД и поляризация вакуума
- КЭД предсказывает, что электроны, находящиеся близко друг к другу, ведут себя как имеющие более высокий электрический заряд из-за поляризации вакуума.
- Это предсказание было подтверждено экспериментально в 1997 году с помощью ускорителя частиц TRISTAN в Японии.
-
Влияние КЭД на электроны в тяжелых атомах
- Эффекты КЭД, такие как поляризация вакуума и собственная энергия, влияют на электроны, связанные с ядром в тяжелом атоме.
- Это происходит из-за экстремальных электромагнитных полей.
-
Эксперимент по сверхтонкому расщеплению ионов 209Bi
- Недавний эксперимент по сверхтонкому расщеплению основного состояния ионов 209Bi80+ и 209Bi82+ выявил отклонение от теории более чем на 7 стандартных погрешностей.
- Данные показывают, что это отклонение может быть вызвано неправильным значением магнитного момента ядра 209Bi.
-
Дополнительные ресурсы
- Вакуум с КЭД
- Эксперимент Этвеша, еще один очень точный тест на гравитацию
- Рекомендации
- Внешние ссылки
- Группа данных о частицах (PDG)
- Обзор PDG по аномальному магнитному моменту мюона по состоянию на июль 2007 года
- PDG 2007 Список свойств частиц для электрона
- PDG 2007 Список свойств частиц мюона